既是太空實驗室，又是航天員的“太空之家”
“走進”天宮二號

成功發(fā)射入軌的天宮二號空間實驗室，將在離地球近400公里的近地軌道上繞地球飛行。這個長10米、最大直徑3米多，重約8噸的人造航天器，雖然在浩瀚太空只是一個難以分辨的“小不點”，但卻是一個真正的太空實驗室，是能供航天員居住的“太空之家”。

升級版的“太空之家”，高智能是突出特點

天宮二號堪稱天宮一號這個“太空之家”的升級版。天宮一號目標飛行器算是一個空間實驗室的雛形，是中國航天員在太空的第一個家。天宮二號外形和天宮一號相同，分為實驗艙和資源艙兩個艙段。實驗艙為密封艙，主要功能是為航天員在太空生活提供空氣潔凈、溫度和濕度適宜的載人環(huán)境和活動空間。資源艙是非密封結構，主要功能是為天宮二號在太空飛行提供能源和動力，太陽電池翼、蓄電池、推進劑、發(fā)動機都布置在資源艙，實際上就是一個動力艙。

中國航天科技集團五院天宮二號總設計師朱樅鵬介紹，高智能是“太空之家”的一個突出特點。技術人員為天宮二號配備了智能化的“大腦”——控制計算機系統(tǒng)和自主研發(fā)的操作系統(tǒng)，它可以自主地進行航天器飛行軌道、姿態(tài)調整、運行狀態(tài)的智能化診斷等。

為了讓航天員和天宮二號之間實現(xiàn)智能化溝通，技術人員研制出“太空高智能APP”——儀表控制器應用系統(tǒng)，整合了航天器十多個分系統(tǒng)的所有數(shù)據(jù)，把復雜、晦澀的專業(yè)數(shù)據(jù)濃縮成52組畫面，實現(xiàn)了圖形、文字、動畫的智能化處理與顯示，為航天員執(zhí)行任務提供了清晰、直觀、舒適的顯示界面。

天宮二號比天宮一號多了在軌補加系統(tǒng)，可實現(xiàn)在太空邊飛行邊“加油”，極大提高在軌運行時間。因此，發(fā)射前天宮二號只加了半箱“油”，節(jié)省的重量可以攜帶更多的載荷產(chǎn)品和航天員的生活物資。

宜居技術，將讓航天員的30天太空生活舒適愜意

實際上，航天員在太空時是生活在由天宮二號和神舟十一號組成的組合體中。航天員吃飯、生活在神舟飛船內，工作、娛樂和鍛煉則在天宮二號內，再加上單獨的睡眠區(qū)、垃圾存放區(qū)，組合體的空間被緊湊地隔成了多個功能區(qū)。其中，航天員在天宮二號工作、生活的空間約15立方米。占地較大的供航天員鍛煉身體用的“跑臺”和工作用的“多功能平臺”采用了折疊方式進行收納，最大程度節(jié)省了空間。

朱樅鵬說，由于航天員要在太空呆30天，天宮二號首次系統(tǒng)開展了面向中期駐留的載人宜居環(huán)境設計，從提高生活質量、降低工作負荷、改善睡眠環(huán)境、豐富娛樂條件等方面著手。為此，航天員工作區(qū)和生活區(qū)的噪音控制在50分貝的適宜程度；密封艙空氣溫度控制在22—24攝氏度、相對濕度為45%—55%這一人體感覺最舒適的溫濕度，為航天員長期在軌駐留提供了有力保障。為保障航天員在太空的空氣質量，技術人員研制了環(huán)控檢測裝置，當有害物質含量超過預警值時，立即報警并指示航天員按預定方法處理。

由于航天員在太空處于失重狀態(tài)，行動需借助踩踏內部結構的反作用力，天宮二號在內飾材料上選擇了輕量化的硬質材料，有效解決了之前在天宮一號工作時，腳下軟質內飾“一踩一個坑”的不便。此外，還在多個區(qū)域增加不少硬質扶手，并引入了駐留腰帶、頭戴式無線藍牙耳麥等設計，使艙內工作更便利。

此外，設計師們還在天地通話、視頻、電子郵件等方面花了不少心思。借助天地鏈路，通過地面數(shù)據(jù)轉換，航天員可以與地面實現(xiàn)視頻互動，也能與家人私密通話。

多項實驗項目觸及世界前沿探索領域，任務量為歷史最多

作為我國第一個真正意義上的太空實驗室，天宮二號在完成中期在軌駐留、空間貨物運輸、推進劑在軌補加等空間站建造與運營關鍵技術的基礎上，開展的各類科學實驗和應用試驗多達14項，任務量空前。其中有兩項實驗是航天員直接參與操作的，還有一項實驗屬于國際合作項目。

這些實驗項目，絕大多數(shù)觸及當今世界最前沿的探索領域，涉及微重力流體物理、空間材料科學、空間生命科學、空間天文探測以及新技術試驗等多個領域。航天員既是被研究對象，也是這些科學實驗的操作者。

天宮二號還攜帶了一顆小衛(wèi)星，將在空間中驗證小衛(wèi)星在軌釋放、駐留伴隨飛行等技術。通俗講，天宮二號將在太空“放飛”這顆小衛(wèi)星，并跟著一起飛行。伴隨小衛(wèi)星結構小、重量輕、任務靈活，可以在主航天器上直接釋放，節(jié)約發(fā)射成本。伴隨小衛(wèi)星也將成為“攝影師”，對天宮二號和神舟飛船組合體近距離實時跟隨，給它們拍下太空留影。

天宮二號上還搭載著一個神秘的科學實驗裝置——“液橋熱毛細對流實驗箱”?！耙簶颉笔侵高B接著兩個固體表面之間的一段液體。比如毛筆蘸了墨水后能形成一個筆鋒，就是因為在筆毫間形成了液橋。在太空中，利用太空的微重力環(huán)境，可以建立起很大尺寸的液橋，這在地面上將是不可能的事情。